徐恩波，焦愛權，李洪巖，吳正宗，徐學明

(江南大學食品學院食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇無錫，214122)

黃酒是我國最古老的酒種，與啤酒、葡萄酒一起并稱為世界三大古酒，它是中國的酒之瑰寶，素有“國酒”之美譽。黃酒的釀造歷史悠久而厚重，約在7 000年前的仰韶文化時期祖先就已開始釀造黃酒，其傳統(tǒng)的釀酒工藝一直傳承至今［1］。然而時至今朝，由于黃酒釀造技術長期以來固步自封，曾經(jīng)光輝燦爛的傳統(tǒng)黃酒一度面臨工業(yè)化程度低、銷量不升反降、市場前景堪憂等危機［2］。面對黃酒業(yè)的種種難題，老一輩的釀酒師提出科學技術對黃酒生產(chǎn)的意義重大，改進和完善生產(chǎn)工藝是今后黃酒的發(fā)展方向。同時，現(xiàn)代人所崇尚的健康、營養(yǎng)、安全、適口的新飲酒觀也給開拓新型黃酒市場帶來了希望與契機［3］。本文將黃酒釀造新工藝與傳統(tǒng)工藝進行對比，從蒸煮工藝的轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新、發(fā)酵工藝的優(yōu)化以及殺菌技術的革新等三大方面進行歸納分析，以期找到黃酒業(yè)發(fā)展的新突破口。

1 新型黃酒的發(fā)展

傳統(tǒng)黃酒以稻米、黍米等為主要原料，經(jīng)浸米、蒸煮、加曲、發(fā)酵、壓榨、過濾、煎酒、貯存、勾兌而成。雖然傳統(tǒng)釀造工藝的地位漸漸衰退，但其中的技術和經(jīng)驗完全可以古為今用，推陳出新，傳承發(fā)展。新型黃酒就是在傳統(tǒng)黃酒釀造的基礎上，通過工藝創(chuàng)新而制得。黃酒研究領域?qū)π滦忘S酒的定義尚不明確，一般我們把酒質(zhì)、風味與傳統(tǒng)黃酒有所區(qū)別，符合消費者需求以及新飲酒觀，且營養(yǎng)價值普遍較高的黃酒稱為新型黃酒。近年來新型黃酒在消費市場上已嶄露頭角，開始迸發(fā)出無限的魅力與活力。

2 蒸煮工藝的轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新

傳統(tǒng)黃酒釀造中的浸米、蒸煮等工藝能破壞谷物原料的組織結構、加速淀粉糊化和高溫殺菌，但實際生產(chǎn)中則缺點頗多:浸米、蒸煮(3～5 d)時間長，耗能大;浸米廢水對環(huán)境污染嚴重;大罐蒸煮米飯易夾生、過熟以及老化(回生)而影響后續(xù)發(fā)酵;出酒率低，難以擴大生產(chǎn)規(guī)模;實際生產(chǎn)占地廣、輸送米飯不便、生產(chǎn)成本高等［6］。因此，研究者開發(fā)了膨化法、液化法、生料法等一系列高新技術及其組合工藝來取代傳統(tǒng)浸米、蒸煮工藝，以期實現(xiàn)無蒸煮預處理生產(chǎn)新型黃酒的目的。

2.1 膨化法生產(chǎn)新型黃酒的相關研究

自從美國人沃德申請了第一份有關食品膨化技術的專利，不少研究者將膨化技術應用于谷物食品的加工，之后食品界愈發(fā)重視擠壓膨化機理的研究，逐漸將其運用于釀酒工業(yè)［4-5］。

膨化法釀酒主要是對谷物原料進行加工處理，谷物經(jīng)高溫高壓(150℃，1 MPa以上)和物理剪切作用，在?？隗E然減壓至常態(tài)，其內(nèi)部水分發(fā)生相變而具備能量條件，最后急劇膨脹成型［4］。該法可擴大原料與酶的作用面積，縮短發(fā)酵周期;淀粉顆粒、蛋白質(zhì)、脂肪易解體，利于發(fā)酵效率、出酒率和穩(wěn)定性的提高;高溫高壓的滅菌作用強，降低發(fā)酵酸敗率;工序簡單、節(jié)能減排［5-6］。

根據(jù)不同的膨化處理方式，膨化技術可分為擠壓膨化和氣流膨化，前者通過機械螺桿提供推動力，后者以過熱蒸汽提供能量。在黃酒釀造方面，擠壓膨化比氣流膨化更具適用性和普遍性。相比于氣流膨化釀造黃酒，擠壓膨化的糖化液出品率比前者高約1/4;且擠壓膨化對黍米、玉米的出酒率也比傳統(tǒng)蒸煮法更高。楊銘鐸［4］對谷物膨化機理進行研究，表明擠壓膨化對水溶性成分的增加比氣流膨化顯著。之后魏華［7］等優(yōu)化了大米的擠壓膨化條件，發(fā)現(xiàn)此法比傳統(tǒng)工藝的糊化度高，出酒率提高近40%(最高可達76%)，其α-糊化淀粉加工需能低，易于快速酶解，極有利于黃酒發(fā)酵。徐巖［8］等通過研究擠壓膨化糯米釀造出口味清淡的新型黃酒。趙學偉［9］將國外的機理研究進行歸納，揭示了物料在擠壓膨化過程中的變化規(guī)律，對擠壓膨化法釀造黃酒的理論研究具有重大指導作用。

擠壓膨化法釀酒的可行性已得到充分研究，但其工業(yè)化應用的規(guī)模一直不大，究其原因有二:一是擠壓膨化原料可能發(fā)生美拉德反應，導致成品酒的總氨基氮含量下降［8］;二是該黃酒的風味過于清淡而未得到消費市場的足夠認可。故今后膨化法釀酒應大力轉(zhuǎn)向成品黃酒的營養(yǎng)價值與風味研究。

2.2 液化法生產(chǎn)新型黃酒的相關研究

液化法是一種新型的黃酒原料預處理技術，需將谷物粉碎后與水、淀粉酶一起加入液化裝置中，再升溫(80～100℃)液化，之后冷卻至發(fā)酵溫度［10］。該法釀酒具有原料適用范圍廣、節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)等優(yōu)點，且液化得到的酒醪不僅流動性好、便于輸送，其淀粉糊化度也較高，使得后續(xù)發(fā)酵更為完全，能有效地提高出酒率。此外，液化法釀造的黃酒風味偏近清爽，營養(yǎng)成分豐富。

國內(nèi)關于液化法釀造黃酒技術產(chǎn)業(yè)化的研究已有一定成果。2002年，趙光鰲［11］等探討了米粉液化法發(fā)酵黃酒中的淀粉酶加量、作用時間和發(fā)酵工藝等條件對黃酒品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)此法的原料利用率高，能有效縮短發(fā)酵時間，得到的黃酒口味淡爽且麥曲味、苦澀味較輕。同年，趙寶成［12］等就將此法運用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，其成品酒的風味受到了市場的好評。之后徐巖［10］等系統(tǒng)而深入地研究了液化法釀造黃酒的完整工藝，闡明其液化程度控制方法以及麥曲同酶之間的協(xié)同作用，為液化法釀酒的開發(fā)和應用奠定了堅實的理論基礎。

然而實際應用液化法釀酒仍需降低能耗、減少酶量和縮短液化時間，解決這些問題可借鑒國外的基礎研究。George［13］在2006年提出，從分子解離和聚集層面來改進谷物淀粉的生物降解是減少葡萄糖向其他化學物質(zhì)轉(zhuǎn)變時能量消耗的關鍵。2012年，Sujit［14］等在玉米淀粉中加入了陽離子聚丙烯酰胺(Cationic polyacrylamides，c-PAMs)，發(fā)現(xiàn) c-PAMs與淀粉顆粒結合后可以增強α-淀粉酶對底物的作用，使淀粉水解的酶量和糊化起始溫度分別降至62%和8℃。之后Sandeep和Sujit［15］研究發(fā)現(xiàn)聚二烯丙基-二甲基氯化銨(Poly(diallyldimethylammonium chloride)，p-DADMAC)的電荷比c-PAMs高，對酶量和糊化起始溫度的降低效果更強。

2.3 生料法生產(chǎn)新型黃酒的相關研究

生料法釀酒的發(fā)展歷史曲折，早在1950年就有生料釀酒的研究報道，20世紀70年代初許多研究者更是在“全球能源危機”的大背景下爭相研究生料釀酒，但結局多以“此法不可行”定論，從而導致此法發(fā)展遲緩。直到近十年前，生料法才開始被運用于黃酒釀造工業(yè)，漸漸在市場經(jīng)濟中占據(jù)一席之地［8，16］。生料法釀酒分為固態(tài)法和液態(tài)法兩種［17］。黃酒釀造大多采用液態(tài)生料法，即在原料米中加水、加曲，不經(jīng)浸米、蒸煮而將生淀粉直接進行糖化、酒化、酸化三邊發(fā)酵，具有投資成本低、生產(chǎn)清潔衛(wèi)生、簡單易行、節(jié)能減排、出酒率高以及經(jīng)濟效益顯著等諸多優(yōu)點。

生料法從本世紀初期開始逐漸被應用于實際生產(chǎn)，呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的勢頭。岳春［18］等論述了液態(tài)生料法釀造玉米黃酒的全過程，證明此法可行并給出了糖化發(fā)酵的條件。采用高低溫間隔陳釀，提高了原料利用率并極大地縮短了釀酒時間。侯振建［19］等研究了生料法釀造糯米黃酒的工藝及其條件，發(fā)現(xiàn)在原料中接入3%的麥曲、6%的生料曲后于26℃左右發(fā)酵，可得到低糖低酒度的新型黃酒。史路路［20］等通過在糯米中添加葛根來釀造生料黃酒，確定了新型營養(yǎng)生料酒的釀造條件。

然而，近年來國內(nèi)外對于生料法釀造黃酒的工藝研究較少，選曲加酶及其加曲量、酶解程度、液料比、發(fā)酵溫度和時間等工藝參數(shù)缺乏。如果能通過改進工藝來解決諸如酒體穩(wěn)定性差、發(fā)酵周期偏長、成品酒易酸敗等生料釀酒問題，則此法生產(chǎn)新型黃酒的產(chǎn)業(yè)化道路前景看好。

2.4 焙炒法生產(chǎn)新型黃酒的相關研究

中國黃酒與日本清酒的釀造工藝相仿，故清酒的先進生產(chǎn)技術對我國黃酒有一定的借鑒意義。焙炒法是一種新型原料米處理技術，由日本保酒造公司所創(chuàng)立。該法利用短時高溫操作對原料米進行流態(tài)化處理，不僅能夠達到原有蒸煮工序中淀粉α化的程度，還可以減少米粒表面的脂肪酸和蛋白質(zhì)，從而生產(chǎn)出清淡爽口的新型清酒［8，21］。

焙炒技術被廣泛地應用于日本清酒的生產(chǎn)，而國內(nèi)用此法生產(chǎn)黃酒的研究報道罕見。究其原因，一方面高溫(200℃以上)對原料米處理后，其淀粉的糊化度過高，影響糖化發(fā)酵及后發(fā)酵，從而影響成品酒的風味，致使銷售困難;另一方面由于擠壓膨化法、液化法、生料法等新興工藝對焙炒技術的沖擊較大，故企業(yè)在對黃酒生產(chǎn)的成本、節(jié)能、清潔生產(chǎn)等方面綜合考慮后，發(fā)現(xiàn)焙炒法的應用價值相對較小。

2.5 其他原料處理新工藝的開發(fā)與研究

隨著現(xiàn)代生物技術和機械動力學的高速發(fā)展以及高新技術之間的相互交叉，黃酒的釀造工藝受到了深遠的影響。金征宇［22］等將擠壓膨化和液化釀酒有機結合，進而創(chuàng)立了擠壓液化法釀造新型黃酒。此法對原料進行加酶擠壓液化處理，其釀制黃酒的發(fā)酵速度、發(fā)酵效率和氨基酸含量比傳統(tǒng)黃酒均要高得多。此外，該法釀造的新型黃酒口味獨特、清雅爽口、營養(yǎng)豐富，在如今以中青年人群為主導的消費市場中具有重大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3 發(fā)酵工藝的優(yōu)化

傳統(tǒng)黃酒的發(fā)酵一般是在熟米中加入酵母進行糖化發(fā)酵，待2～3 d形成糖化醪后，再加曲沖缸進行后發(fā)酵。這種發(fā)酵方式不僅對添加酵母和菌種的要求高，對溫度極為敏感(夏季高溫發(fā)酵易酸敗)，而且發(fā)酵周期過長(20～30 d)，不利于擴大生產(chǎn)規(guī)模。故以此為背景，許多研究者開始改進傳統(tǒng)黃酒的固定發(fā)酵模式，探索新的發(fā)酵工藝，發(fā)明出菌種優(yōu)選、固定化復合酵母連續(xù)發(fā)酵、無曲全酶發(fā)酵等技術。

3.1 麥曲微生物的研究與菌種的優(yōu)選

在傳統(tǒng)的黃酒釀造過程中，制曲是極為重要的一環(huán)，是發(fā)酵、產(chǎn)酒的關鍵，麥曲質(zhì)量的優(yōu)劣往往直接影響到黃酒的品質(zhì)與出酒率，向來有“酒之骨”之稱。麥曲中的各種酶、酵母和其他微生物的共同作用將可發(fā)酵性糖、蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為酒精、氨基酸、醇類、醛類以及酸類等風味和營養(yǎng)成分。故關于麥曲微生物與菌種的探究是揭示發(fā)酵變化過程的重點，事實上該工藝已經(jīng)經(jīng)歷從個別微生物到種群階段的研究過程。

2002年，汪建國［23］等對特種黃酒(企業(yè)針對市場需要而研發(fā)的一種低度新型黃酒)的開發(fā)情況進行了初步匯總，綜述了限制發(fā)酵、特種酵母發(fā)酵等工藝，為優(yōu)選菌種的深入研究開拓了思路。陸建［24］等以紹興黃酒為對象，初步研究其麥曲中的微生物，發(fā)現(xiàn)傘枝犁頭霉、米根霉、微小毛霉、米曲霉、煙曲霉等真菌占所有分離真菌的89%，并建立了3個麥曲RISA圖譜的克隆文庫以分析制曲過程中數(shù)量占優(yōu)真菌的變化過程?；邴溓袃?yōu)勢真菌的產(chǎn)酶情況，Aspergillus oryzae AO-01(所產(chǎn)α-淀粉酶、糖化酶及蛋白酶活力最高)可作為黃酒純種釀造的菌株。之后其研究范圍縮小到紹興黃酒麥曲中真菌的組成、特性以及制曲過程中的變化，使之前的研究成果得到進一步確認。在產(chǎn)酶優(yōu)勢菌種優(yōu)選的基礎上，張中華［25］通過聚合酶鏈式反應-變性梯度凝膠電泳(PCRDGGE)技術對黃酒制曲中微生物群落結構進行了全面的剖析，為研究優(yōu)勢菌群發(fā)酵提供了理論支撐。

近年來產(chǎn)酶優(yōu)勢菌株的篩選、鑒定與擴大培養(yǎng)是黃酒發(fā)酵研究領域的熱點，雖然優(yōu)選菌種及其群落的實驗室發(fā)酵研究尚未能滿足大罐發(fā)酵的工業(yè)化規(guī)模，但其高產(chǎn)酶量的應用潛能表明通過優(yōu)選菌種來開發(fā)新型黃酒仍是一塊有待開墾的寶地。

3.2 添加固定化復合酵母的連續(xù)發(fā)酵工藝

傳統(tǒng)黃酒的發(fā)酵周期過長限制了釀酒廠的大規(guī)?？焖偕a(chǎn)，致使黃酒生產(chǎn)疲軟，不利于提高黃酒的市場競爭力。針對縮短發(fā)酵時間的難題，亟待開發(fā)一種高效生產(chǎn)黃酒的發(fā)酵工藝。固定化復合酵母連續(xù)發(fā)酵工藝是一種新型的黃酒發(fā)酵技術，該法通過將多種酵母混合后高密度增值培養(yǎng)、提高釀酒過程生物轉(zhuǎn)化速率來達到快速釀酒的目的。由于固定化復合酵母細胞的穩(wěn)定性好、壽命長，故該法可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)［26］。

2004年，王治業(yè)［27］等首次利用固定化復合酵母來生產(chǎn)黃酒，并確定其最佳工藝條件為:釀酒酵母∶產(chǎn)酯酵母為3∶2，載體填充率8%。在起始pH 4.0、發(fā)酵溫度20℃的條件下，該工藝將發(fā)酵時間縮短至96 h，其總氨基氮和總酯含量遠高于傳統(tǒng)發(fā)酵工藝。此外，固定化復合酵母具有較高的抗菌能力，能實現(xiàn)10批次以上的黃酒發(fā)酵生產(chǎn)。鑒于此，魏甲乾［28］等又利用固定化技術對傳統(tǒng)黃酒酒母的生產(chǎn)進行改造，確定了完整的特種黃酒發(fā)酵工藝，其產(chǎn)品與普通黃酒相比在口感和風味上具有酸甜適度、醇香濃郁、略帶苦味，適宜熱飲等特點。

固定化復合酵母連續(xù)發(fā)酵工藝為大缸發(fā)酵的固態(tài)發(fā)酵法，藥水用量、大曲質(zhì)量、酒母以及浸米和蒸煮程度等都對黃酒發(fā)酵有一定影響，在操作上較難把握。然而此法能夠有效地解決黃酒發(fā)酵的各種問題，故具有極大的工業(yè)化應用潛質(zhì)。

3.3 基于酶制劑開發(fā)無曲釀酒工藝

近年來有研究者想從以酶代曲的方向入手，開發(fā)無曲釀造黃酒的新技術。如全酶法生產(chǎn)黃酒，該法借鑒了液化法中α-淀粉酶的應用，采用多種酶制劑(液化酶、糖化酶、蛋白酶等)對原料米生淀粉進行液化、水解、糖化發(fā)酵及后發(fā)酵，得到了酒質(zhì)清亮透明、色澤微黃均勻、味道清爽適口的新型黃酒［29］。胡詠梅［30］等將多種酶制劑代替酒曲進行液化發(fā)酵，創(chuàng)立了液化無曲黃酒發(fā)酵工藝。該技術的工藝條件與可行性得到了探索與驗證，為實現(xiàn)液化法釀造黃酒的全程機械化、改善傳統(tǒng)黃酒口味過鮮踏出了探索性的步伐。雖然無曲制酒的理論可行性較大，但現(xiàn)有的研究結果仍不夠理想。一方面酶制劑代替酒曲的成本偏大，另一方面實驗室規(guī)模尚達不到工業(yè)化生產(chǎn)的標準。然而，完善無曲釀造新型黃酒工藝的目標是有望實現(xiàn)的，其中廉價、高效酶制劑的大力研究正是打開“無曲釀酒”這扇大門的敲門磚。

4 黃酒殺菌技術的革新

自800多年前的唐宋時期起，由“燒酒”、“煮酒”演變而來的傳統(tǒng)煎酒工藝一直是殺滅黃酒中細菌和真菌等微生物、防止酒體酸敗變質(zhì)的家庭及小作坊式殺菌手段。然而在工業(yè)除菌方面，煎酒工藝卻仍面臨耗能過大、效率低下、酒質(zhì)較差等難題，極大地限制了黃酒市場的開拓與發(fā)展［31］。超濾法作為一種黃酒去酶除菌新工藝興起于20世紀80年代末期，該法以機械篩分原理為基礎，利用膜內(nèi)外兩側(cè)的壓力差來去除釀酒后期酒中的酶、細菌和渾濁物。相對于煎酒工藝，該法不僅能達到去酶除菌、防止酒體酸敗和增加酒體穩(wěn)定性的效果，還可節(jié)省能耗，故從本世紀初期起被廣泛地應用于黃酒生產(chǎn)，其成品酒俗稱“純生黃酒”［32］。

早在1996年，日本清酒和臺灣黃酒的工業(yè)化生產(chǎn)就已經(jīng)采用超濾技術并取得了良好的效果。國內(nèi)，呂金山［33］等研究了超濾對黃酒風味及其穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)超濾技術在顯著提高黃酒澄清度的同時對酒精度、還原糖、總酸及氨基酸等風味物質(zhì)的影響極微。朱一松［34］等對純生黃酒超濾去酶的效果進行了模擬試驗，表明不同分子質(zhì)量超濾膜(10 000 Da和30 000 Da)去酶率均達到了90%以上，賦予黃酒一種淡爽的新風味。林峰［35］等探究了單寧、多糖、蛋白質(zhì)、多酚等物質(zhì)和金屬元素所引起的非生物性渾濁的形成機理，提出過濾處理法和澄清助劑處理法等若干解決辦法。趙光鰲［36］課題組通過光散射實驗研究超濾前后黃酒液的平均粒度變化，表明超濾能有效地減少酒體中引起非生物性渾濁的物質(zhì)的含量，且超濾膜孔徑越小則減少率越高，越有利于提高純生黃酒的穩(wěn)定性。近年來，胡普信［32］針對純生黃酒市場的開發(fā)，探究了液化清液發(fā)酵及無菌過濾釀酒后，改變傳統(tǒng)的“雙邊發(fā)酵”為先糖化后發(fā)酵，完善了黃酒的節(jié)能減排與全程自動化生產(chǎn)。

超濾法釀酒的核心與關鍵是超濾膜的選擇問題，膜自身的孔徑大小與材質(zhì)都會影響黃酒的感官、理化指標及超濾性能。郭澤鑌［37］等對PS(聚砜)膜、PVC(聚氯乙烯)膜、CA(醋酸纖維素)膜、和 PES(聚醚砜)膜的濾酒效果進行試驗對比，表明PES膜的超濾效果最佳，且確定了50 000 Da分子截流量的最佳超濾條件為超濾壓力0.30 MPa、溫度35℃、時間13 min，其雜菌清除率高達95.4%。國內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)陶瓷微濾膜具有選擇性、滲透性和熱化學穩(wěn)定性等傳統(tǒng)濾酒工藝所不具備的優(yōu)點，這在生產(chǎn)純生黃酒的應用方面具有重大潛力［38］。Mohammad［39］等理論探討了實際應用陶瓷膜濾酒的阻塞及滲透量減小的問題，并建立了膜污染阻塞層特征的數(shù)學模型，為解決陶瓷膜濾酒中膜的長期污染等問題作出了巨大的貢獻。

5 總結與展望

當代各種高新技術的發(fā)展打破了傳統(tǒng)黃酒釀造工藝一成不變的格局，使大量新的工藝元素融入浸米蒸煮、糖化發(fā)酵、后發(fā)酵以及煎酒滅菌等工序中，也使研究者具備了改善操作繁瑣、耗能耗時、效率低下的釀酒現(xiàn)狀的條件，向創(chuàng)新黃酒釀造工藝的方向進發(fā)。

總之，在現(xiàn)代科學技術的推動下，黃酒業(yè)面臨著改革創(chuàng)新的時代浪潮，這對黃酒市場既是挑戰(zhàn)也是機遇。眾多黃酒科研人員以及企業(yè)工作者應肩負起振興黃酒業(yè)的重擔，順應廣大消費群眾在飲酒觀念上的轉(zhuǎn)變，清楚地認識到新型黃酒不僅兼具健康、營養(yǎng)、安全、適口的優(yōu)點，而且其節(jié)能省時、方便高效、清潔衛(wèi)生的生產(chǎn)方式也極有利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的應用。鑒于此，應對新型黃酒釀造工藝給予充分的重視和肯定，并在技術層面上做到與國際接軌，走新工藝推動新型黃酒發(fā)展的道路。

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